学年高中生物 第2章 遗传信息传递的结构基础 第6课时 DNA贮存遗传信息Ⅱ教Word文档格式.docx

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3．实验步骤

（1）研碎细胞（细胞释放DNA）：

将30g香蕉切碎，放入研钵中，加入2g氯化钠研磨直至成半流体状。

（2）蛋白质与DNA分离：

向研钵中加入10mL蒸馏水或凉开水搅拌，然后加入10mL洗涤剂，轻轻搅拌。

（3）过滤、析出DNA：

将混合液用两层纱布过滤，向滤液中加入预冷的10mL乙醇溶液，静置，即可产生絮状的DNA。

（4）获取DNA：

取两支试管，分别加入5mL生理盐水，将DNA挑至其中一支试管中，轻轻搅拌使其溶解。

（5）鉴定DNA：

向两支试管中各加入4mL的二苯胺，混匀后，放入沸水中加热5min。

（6）观察现象：

待试管冷却后观察并比较两支试管中溶液颜色的变化。

4．实验结果

加入DNA的试管变蓝色，未加入DNA的试管不变蓝色。

5．思考

（1）实验中为什么要把实验材料充分切碎？

洗涤液的作用是什么？

答案　充分切碎是为了使研磨充分。

洗涤液中含有十二烷基硫酸钠和碱，它们可使细胞膜破裂，蛋白质变性，使蛋白质与DNA分离开。

（2）实验中为什么总是强调要轻轻搅拌，轻轻混匀？

答案　以免破坏DNA分子。

（3）乙醇或白酒的作用是什么？

答案　加入乙醇或白酒可使DNA从溶液中析出。

归纳提炼

1．两次使用NaCl的原因

（1）书中步骤1加入2gNaCl的目的是使研磨充分，破坏细胞结构，有利于DNA释放。

（2）书中步骤4中加入5mL的生理盐水，是因为DNA易溶于NaCl溶液中。

2．获取较纯净DNA的关键步骤

（1）研磨要充分，获取较多DNA。

（2）加入洗涤液，使DNA和蛋白质分开。

（3）沉淀DNA时必须使用冷酒精。

（4）正确搅拌：

沿一个方向轻轻搅拌，以便获取较完整的DNA分子。

活学活用

1．下列关于DNA的粗提取与鉴定的实验叙述中，不正确的是（　　）

A．乙醇的作用是析出DNA，因为DNA不溶于酒精

B．加入二苯胺后要沸水加热

C．洗涤液中含有十二烷基硫酸钠和碱，它们可使细胞膜破裂

D．对DNA进行鉴定时，无需设置两支试管

答案　D

解析　对DNA进行鉴定时，需要设置两支试管，形成对照。

二　DNA分子的结构

如图为DNA分子的双螺旋结构模型，试完成相关内容。

1．DNA分子的结构

（1）写出图中各部分的名称：

①胸腺嘧啶（T）；

②脱氧核糖；

③磷酸；

④胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸；

⑤碱基对；

⑥腺嘌呤（A）；

⑦鸟嘌呤（G）；

⑧胞嘧啶（C）。

（2）从图中可以看出，和A配对的一定是T，和G配对的一定是C，碱基对之间靠氢键连接。

其中A－T之间是2个氢键，G－C之间是3个氢键。

因此DNA分子中G－C含量越高，DNA分子稳定性越高。

2．双螺旋结构特点

（1）DNA分子是由两条多核苷酸链构成的，这两条多核苷酸链按反向平行方式向右盘旋成双螺旋结构。

（2）DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；

碱基对排列在内侧。

（3）两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。

碱基配对的规律是：

A与T通过二个氢键配对，G与C通过三个氢键配对。

碱基之间的这种一一对应的关系，叫做碱基互补配对原则。

DNA分子的结构

（1）基本组成元素：

C、H、O、N、P五种元素。

（2）基本组成单位：

四种脱氧核糖核苷酸。

三者之间的连接方式如图所示：

（3）DNA单链：

多核苷酸链。

每条链中，脱氧核糖核苷酸分子之间连接如图所示。

即一个脱氧核糖核苷酸分子中脱氧核糖上的3号碳原子与另一个脱氧核糖核苷酸中的磷酸通过形成新的化学键（磷酸二酯键）相连。

（4）DNA双链：

两条多核苷酸长链以氢键相连。

两条单链之间的连接如图所示：

①碱基之间的配对方式有两种，如图所示，A一定与T配对，G一定与C配对。

②配对的碱基之间以氢键相连，A与T之间形成两个氢键，G与C之间形成三个氢键。

③配对的两个脱氧核糖核苷酸方向相反，尤其要注意脱氧核糖的位置。

（5）DNA双螺旋结构

①两条链反向平行。

②外侧为脱氧核糖与磷酸交替排列。

③内部为碱基互补配对。

2．如图为DNA分子的平面结构，虚线表示碱基间的氢键。

请据图回答下列问题：

（1）从主链上看，两条单链____________平行；

从碱基关系看，两条单链上的______________。

（2）____________和____________相间排列，构成了DNA分子的基本骨架。

（3）图中有________种碱基，________种碱基对。

（4）含有200个碱基的某DNA片段中碱基间的氢键共有260个。

请回答：

①该DNA片段中共有腺嘌呤________个，C和G构成的碱基对共________对。

②在DNA分子稳定性的比较中，________碱基对的比例越高，DNA分子稳定性越高。

问题导析　

（1）DNA分子两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构，在外侧脱氧核糖和磷酸交替连接，构成基本骨架。

（2）DNA分子中含有200个碱基，也就是100个碱基对，如果碱基对之间全为两个氢键，则氢键个数应为200个，实际氢键个数为260个，多出60个，应为G－C碱基对的个数。

答案　

（1）反向　碱基互补配对　

（2）脱氧核糖　磷酸

（3）4　4　（4）①40　60　②G与C

解析　

（1）从主链上看，两条单链是反向平行的；

从碱基关系看，两条单链遵循碱基互补配对原则。

（2）脱氧核糖与磷酸交替连接排列在外侧，构成DNA分子的基本骨架。

（3）图中涉及到4种碱基，4种碱基之间的配对方式有两种，但碱基对的种类有4种，即A—T、T—A、G—C、C—G。

（4）假设该DNA片段只有A、T两种碱基，则200个碱基，100个碱基对，含有200个氢键，而实际上有260个氢键，即G—C或C—G碱基对共60个，所以该DNA中腺嘌呤数为：

（200－2×

60）/2＝40（个）。

C和G共60对，由于G与C之间有三个氢键，A与T之间有两个氢键，因此，G与C构成的碱基对的比例越高，DNA分子稳定性就越高。

三　RNA分子的结构

根据上述对DNA分子结构的学习，阅读教材，试分析RNA分子的结构特点。

RNA也是由许多核苷酸聚合而成的多聚体，也是长链大分子，但与DNA有明显的不同之处。

1．RNA通常是单链，有些区域也会形成双链结构。

2．基本单位：

核糖核苷酸

图中构成核苷酸的①是核糖，而不是脱氧核糖；

RNA含有的4种碱基是腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和②尿嘧啶（U），尿嘧啶与腺嘌呤通过氢键配对。

3．有的RNA还具有酶的催化功能，能够对RNA自身的特定序列进行自我剪接，被称为核酶。

1．单链RNA的结构与双螺旋结构的DNA相比，RNA的结构相对不稳定，所以烟草花叶病毒等以RNA为遗传物质的病毒更容易发生变异。

2．研究DNA往往标记胸腺嘧啶（T），而研究RNA往往标记尿嘧啶（U）。

3．因为DNA中的碱基是以配对后的碱基对出现的，且总是嘧啶与嘌呤配对，所以嘧啶数总是与嘌呤数相等。

而RNA是单链的，碱基不以碱基对的形式出现，所以嘌呤数往往与嘧啶数不相等。

3．已知多数生物的DNA是双链结构，也有个别生物的DNA是单链的。

有人从三种生物中提取核酸，经分析它们的碱基比例如表：

生物

A

G

U

T

C

甲

25

24

32

19

乙

23

27

丙

31

据表分析可知：

（1）丙是____________，它代表大多数生物种类DNA分子的结构。

（2）从____________生物提取的核酸为RNA。

（3）____________为单链的DNA。

答案　

（1）双链DNA　

（2）乙　（3）甲

解析　丙中含碱基T，且A＝T，C＝G，因此是双链DNA；

乙中有U，因此为RNA；

甲含碱基T，但A与T、C与G不互补存在，因此为单链DNA。

当堂检测

1．鉴定DNA所用的试剂、条件及所产生的颜色依次是（　　）

A．斐林试剂、沸水浴加热、蓝色

B．二苯胺、沸水浴加热、砖红色

C．斐林试剂、不加热、砖红色

D．二苯胺、沸水浴加热、蓝色

解析　二苯胺是鉴定DNA的试剂，在鉴定时需进行沸水浴加热，发生的颜色反应为蓝色。

2．组成DNA结构的基本成分是（　　）

①核糖　②脱氧核糖　③磷酸　④腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶　⑤胸腺嘧啶　⑥尿嘧啶

A．①③④⑤B．①②④⑥

C．②③④⑤D．②③④⑥

答案　C

解析　组成DNA的基本结构单位是脱氧核糖核苷酸，每个脱氧核糖核苷酸是由一分子脱氧核糖、一分子磷酸和一分子含氮碱基组成的。

组成DNA的含氮碱基有A、T、G、C四种。

3．下列能正确表示DNA片段示意图的是（　　）

解析　DNA中存在T，不存在U，可排除A选项；

DNA分子的两条链是反向平行的，而不是B选项中同向的（依据两条链中脱氧核糖分析）；

A与T之间形成两个氢键，G与C之间形成三个氢键，可排除C选项。

4．DNA鉴定实验中，进行了如下操作：

　　试管

序号　　

B

1

加2mol/L的NaCl溶液5mL

2

不加

加入提取的DNA丝状物并搅拌

3

加4mL二苯胺，混匀

4

沸水浴5min

实验现象

实验结论

（1）根据右图，完成表格空白处的实验内容。

（2）对于B试管，完成1、2、3的操作后溶液颜色如何？

________________________________________________________________________。

（3）在沸水浴中加热的目的是________________________________________________，

同时说明DNA对高温有较强的__________。

（4）A试管在实验中的作用是__________。

（5）B试管中溶液颜色的变化程度主要与________________________________有关。

答案　

（1）溶液不变蓝色　溶液逐渐变蓝色　DNA在沸水浴的情况下遇二苯胺会被染成蓝色　

（2）溶液颜色基本不变　（3）加快颜色反应速度　耐受性　（4）对照　（5）加入试管中的DNA（丝状物）的多少

解析　A、B两试管形成对照，B试管中含DNA丝状物，A试管中不含，起对照作用，其他条件均完全相同。

本实验强调反应条件是沸水浴加热5